钝口肺鱼免疫球蛋白基因的进化分析
发布时间：2021-10-21 23:19
脊椎动物所表达的免疫球蛋白类型与其进化地位有关：新的免疫球蛋白重链类型在进化过程中不断产生以执行更精细的免疫效应,而轻链类型则在进化进程中有所减少。无论在种类还是表达机制等方面,鱼类免疫球蛋白基因都与四足动物有显著差异。肺鱼属肉鳍鱼类,是与四足动物进化亲缘关系最近的鱼类。深入研究肺鱼免疫球蛋白基因有助于揭示免疫球蛋白基因从鱼类到四足动物进化的过程。本研究针对钝口肺鱼的免疫相关器官（肾脏、肝脏、肠、精巢）进行了转录组测序并得到共计122123条Unigene （平均长度为575bp）。参考测序结果,我们通过多种PCR手段克隆到3种IgM （IgM1/2/3）,各亚型间恒定区氨基酸序列同源性为52.5～67.7%；2种IgW（IgW1L、IgW2s）,序列间同源性为65.4%；以及被我们发现并命名的两种新型免疫球蛋白重链类型——IgN（包括三种亚型,IgN1/2/3,序列间同源性为70.2～87.6%）和IgQ。虽然IgN与IgW的序列同源性仅为25.2～29.2%,但系统进化树表明两者有较近的亲缘关系。系统进化分析还显示IgQ与肺鱼IgW及IgY亲缘关系较远,但与其它鱼类的IgW/D被分...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
免疫球蛋白结构示意图
图1.2 A.免疫球蛋白轻链可变区结构域与恒定区结构域折叠结构示意图。B.P折叠展开以示意各[3链及转弯连接关系。（来源于参考文献（Goldsby，2003),参考(Murphy K, 2012)进行了再编辑。）Figure 1.2 A. Diagram of an immunoglobulin light chain depicting the immunoglobulin-fold structure of itsvariable and constant domains. B. The p pleated sheets are opened out to reveal the relationship of the individualstrands and joining loops, (source: reference (Goldsby, 2003)，modified from (Murphy K, 2012).)1.2免疫球蛋白多样性的分子机制免疫球蛋A的分了-多样性主要来源于四种分了-机制。其中包含通过重组V区相关基因片段(V(D)J片段）以提高多样性的两种机制：其一，组合多样性（combinatorial diversity)。它是V区多样性的主要来源，对胚系同有的V区相关基因片段进行多种排列组合（V(D)J重组）实现。在个别只有一个或少数几个有功能胚系V、D、J基因片段的物种中（鸡、兔了-等），在V(D)J重组后。还需要基因转换（gene conversion, GO机制来丰富组合多样性。山于该机制仅发生于禽类和小部分哺乳类中，故在此巧、单独赘述。其二、接头多样性（junction diversity)。即通过其他重组过程可在V 相关片段的接头处引入多样性。主要山V(D)J重组中的修复途径实现。此外第三种分子多样性机制也属于组合多样性，即多种重链与轻链组合配对形成完粮的Ig分了-，可对抗原结合区域的多样性产生微妙影响。第一种和第三种组合多样性机制理论上可以产生将近1.9 X
轻链基因片段组成类似重链，但缺少D基因片段。K基因座的结构类似于重链，X基因座中多个V片段下游重复出现:干J-C基因簇（图1.3)。+同的轻链基因，其基因结构有保守的排布特点，可作为其类屯鉴定依据。X light-chain locusLI Vx1 13 Vj>g L V3C C^1 Jx2 Ca? J*4. …:: 二 : __jj mm-:K lighl^chan locusJ V,1 L2 V,2 L3 V,3 L JJ S C,4画一誦...腦Heavy-chain locusIt Vh1 L2 Vh2 L3 Vh3 r V^^40 . r Oh1-23 ] Jh1-?■■ ■^\m.[It图1.3人类基因组免疫球蛋白重链及轻链基因组的胚系结构。（来源于参考文献（Murphy K, 2012))Figure 1.3 The germline organization of the immunoglobulin heavy- and light-chain loci in the human genome.(source; reference (Murphy K, 2012))1.2.2 V(D)J 重组V(D)J重组过程是一种细胞特兄、位点特兄、等位基因特兄的阶段性发生于染色体上的线性重组过程（Jung et al.，2006)。BCR相关基因位点（重链和轻链基因座）及TCR相关基因位点的重组都依赖这一过程。就BCR而言，该过程发生在发育中的B细胞中，需要在待重组片段侧翼的重组信弓?序列（recombination signal sequence, RSS)的调控下进行。RSS序列紧邻V、D、J基因片段，包括较保守的七聚体（heptamer) 5'-CACAGTG-3',继而是4、保守的12或23 bp间隔[ST. (spacer),最后紧跟保守九聚体序列（nonamer) 5'-ACAAAAACC-3'(图1.4)。问隔区里然碱基序列迥兄，但其长度绝对仅守
【参考文献】：
期刊论文
[1]Immunoglobulin genes and diversity: what we have learned from domestic animals[J]. Yi Sun,Zhancai Liu,Liming Ren,Zhiguo Wei,Ping Wang,Ning Li,Yaofeng Zhao. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2012(04)
本文编号：3449914
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
免疫球蛋白结构示意图
图1.2 A.免疫球蛋白轻链可变区结构域与恒定区结构域折叠结构示意图。B.P折叠展开以示意各[3链及转弯连接关系。（来源于参考文献（Goldsby，2003),参考(Murphy K, 2012)进行了再编辑。）Figure 1.2 A. Diagram of an immunoglobulin light chain depicting the immunoglobulin-fold structure of itsvariable and constant domains. B. The p pleated sheets are opened out to reveal the relationship of the individualstrands and joining loops, (source: reference (Goldsby, 2003)，modified from (Murphy K, 2012).)1.2免疫球蛋白多样性的分子机制免疫球蛋A的分了-多样性主要来源于四种分了-机制。其中包含通过重组V区相关基因片段(V(D)J片段）以提高多样性的两种机制：其一，组合多样性（combinatorial diversity)。它是V区多样性的主要来源，对胚系同有的V区相关基因片段进行多种排列组合（V(D)J重组）实现。在个别只有一个或少数几个有功能胚系V、D、J基因片段的物种中（鸡、兔了-等），在V(D)J重组后。还需要基因转换（gene conversion, GO机制来丰富组合多样性。山于该机制仅发生于禽类和小部分哺乳类中，故在此巧、单独赘述。其二、接头多样性（junction diversity)。即通过其他重组过程可在V 相关片段的接头处引入多样性。主要山V(D)J重组中的修复途径实现。此外第三种分子多样性机制也属于组合多样性，即多种重链与轻链组合配对形成完粮的Ig分了-，可对抗原结合区域的多样性产生微妙影响。第一种和第三种组合多样性机制理论上可以产生将近1.9 X
轻链基因片段组成类似重链，但缺少D基因片段。K基因座的结构类似于重链，X基因座中多个V片段下游重复出现:干J-C基因簇（图1.3)。+同的轻链基因，其基因结构有保守的排布特点，可作为其类屯鉴定依据。X light-chain locusLI Vx1 13 Vj>g L V3C C^1 Jx2 Ca? J*4. …:: 二 : __jj mm-:K lighl^chan locusJ V,1 L2 V,2 L3 V,3 L JJ S C,4画一誦...腦Heavy-chain locusIt Vh1 L2 Vh2 L3 Vh3 r V^^40 . r Oh1-23 ] Jh1-?■■ ■^\m.[It图1.3人类基因组免疫球蛋白重链及轻链基因组的胚系结构。（来源于参考文献（Murphy K, 2012))Figure 1.3 The germline organization of the immunoglobulin heavy- and light-chain loci in the human genome.(source; reference (Murphy K, 2012))1.2.2 V(D)J 重组V(D)J重组过程是一种细胞特兄、位点特兄、等位基因特兄的阶段性发生于染色体上的线性重组过程（Jung et al.，2006)。BCR相关基因位点（重链和轻链基因座）及TCR相关基因位点的重组都依赖这一过程。就BCR而言，该过程发生在发育中的B细胞中，需要在待重组片段侧翼的重组信弓?序列（recombination signal sequence, RSS)的调控下进行。RSS序列紧邻V、D、J基因片段，包括较保守的七聚体（heptamer) 5'-CACAGTG-3',继而是4、保守的12或23 bp间隔[ST. (spacer),最后紧跟保守九聚体序列（nonamer) 5'-ACAAAAACC-3'(图1.4)。问隔区里然碱基序列迥兄，但其长度绝对仅守
【参考文献】：
期刊论文
[1]Immunoglobulin genes and diversity: what we have learned from domestic animals[J]. Yi Sun,Zhancai Liu,Liming Ren,Zhiguo Wei,Ping Wang,Ning Li,Yaofeng Zhao. Journal of Animal Science and Biotechnology. 2012(04)
本文编号：3449914
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